[发明专利]一种提高锌铝合金热疲劳性能的工艺方法

权利要求书

1.一种提高锌铝合金热疲劳性能的工艺方法，其特征为：以工业铝锭A00号、锌锭0号、电解铜、结晶硅、TiNi合金、纯镁为原料；成分为Al26-28wt%、Cu2.2-2.8wt%以含铜50wt%的铝铜中间合金形式加入、Si1.0-1.5wt%以含硅28wt%的铝硅中间合金形式加入、TiNi合金以含钛45wt%镍55wt%的合金形式加入、纯Mg0.01-0.02wt%、余量是Zn的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼；熔炼工艺为：加入铝锭、铝铜中间合金、铝硅中间合金、镍钛中间合金、锌锭，升温至600~650℃时保温6min-8 min使各元素均匀化，为减少镁的烧损用钟罩将镁压入金属液中，用含金属液0.2wt％的脱水ZnCl₂进行精炼，精炼时用钟罩将脱水ZnCl₂压入金属液中，静置8min-10min后扒渣除气，待温度为560℃-580℃时进行浇注；铸造工艺为：采用普通金属型铸造方法，以及对铸型施加整体振动，振动装置采用机械激振频率50Hz，振幅15-30mm装置；将金属型铸型放在振动台上，边振动边浇铸，将熔炼好的锌铝合金溶液浇铸成棒状试样毛坯，尺寸为Φ50mm，长400mm；根据TiNi合金加入量的不同，浇铸出六组锌铝合金毛坯，其加入量分别为0.2wt%、0.4wt%、0.6wt%、0.8wt%、1.0wt%、1.2wt%，然后加工成国家标准试棒；室温拉伸力学性能测试分别在WE-10型液压式拉伸实验机和HB-3000型布氏硬度试验机上进行；再在毛坯上取样，通过线切割加工出热疲劳试样，热疲劳试样尺寸为长40 mm 、宽10 mm 、高5mm，试样顶部带有V型缺口；采用电阻炉加热自约束热疲劳试验机进行热疲劳试验，板状试样装卡在立方卡具的四个侧面，保证每块试样的加热与冷却位置一致，通过传动装置上下垂直运动，从而达到试样加热以及冷却的自动化完成；采用设时自控，热电偶测量并控制温度，试样在室温20℃至170℃之间进行加热与冷却的热循环，采用计数器进行自动计数，调整并保持炉温170℃，水温20℃流动自来水；快速加热试样，加热、冷却一次作为一个循环，每次循环加热时间为120s，入水冷却时间为15s，直至预定循环次数，每循环1000次，取下试样，抛光去除表面氧化膜，测量表面裂纹长度。

2.根据权利要求1所述一种提高锌铝合金热疲劳性能的工艺方法，不加入TiNi合金且不振动试样的抗拉强度412MPa，伸长率3.5%，布氏硬度120HB，当冷热循环为10000次时，热疲劳裂纹长度达到0.582mm。

3.根据权利要求1所述一种提高锌铝合金热疲劳性能的工艺方法，加入0.6% TiNi合金但不振动试样的抗拉强度441.5MPa，伸长率5.5%，布氏硬度132HB，当冷热循环为10000次时，热疲劳裂纹长度达到0.341mm。

4.根据权利要求1所述一种提高锌铝合金热疲劳性能的工艺方法，加入0.6%TiNi合金且振动试样的抗拉强度452.5MPa，伸长率6.1%，布氏硬度141HB，当冷热循环为10000次时，热疲劳裂纹长度达到0.236mm。